乾貨 | 靠譜 | 實用
作者：Walter
導讀：結直腸癌是全球致死率排行第三的消化道惡性腫瘤。我國每年新發病例約40萬，並且發病率逐年上升。結直腸癌的早期症狀不明顯，容易歸結於生活習慣而被忽視，多數患者診斷時已為中晚期，手術和化療後存活率依然較低。因此，高效普遍的結直腸癌診斷手段對疾病的預後和治療至關重要。
目前，腸鏡是臨床檢查結直腸病變最直觀有效的方法，但這種侵入性的檢測具有費時、昂貴、患者依從性低等缺陷。液體活檢是一項新興的腫瘤檢測手段，以血液等非固態生物組織為標本的分析來進行體外診斷。臨床已有應用血清癌胚抗原（CEA）的結直腸癌生物標誌物檢測，但僅能檢出40%-60%患者，靈敏度低。中山大學徐瑞華教授課題組於1月1日在Science Translational Medicine雜誌上發表結果，發現可用於液體活檢的特定ctDNA甲基化位點，為高效便捷的結直腸癌診斷和預後開闢非侵入性的新方法！(中山大學腫瘤防治中心駱卉妍副主任醫師、趙齊副研究員、韋瑋主任醫師等為文章的第一作者，徐瑞華教授是文章的通訊作者。)
循環腫瘤DNA（circulating tumor DNA , ctDNA）是腫瘤細胞壞死或凋亡後釋放到血液中的游離DNA（cfDNA）。作為腫瘤細胞碎片的一部分，cfDNA已經被深深打上特定來源的烙印，體現為腫瘤中特異性表達的突變基因以及表觀遺傳學異常。對cfDNA的分析和檢測已發展成液體活檢中的重要分支，具有不可估量的應用前景。
DNA甲基化是最常見的表觀遺傳學修飾，與分化發育、衰老等一系列生理病理過程相關；而抑癌基因的甲基化是腫瘤發生的早期標誌之一。儘管SEPT9等位點已經被鑑定為結直腸癌cfDNA甲基化的標誌性位點，然而由於患者個體差異以及體液cfDNA的含量較少，單一位點的甲基化檢測準確性受到挑戰。考慮到甲基轉移酶或脫甲基酶可能會同時修飾同一條DNA鏈中相鄰的CpG位點，對「甲基化相關嵌段」進行cfDNA甲基化圖譜分析，將大大提高診斷等準確性。
首先，研究者收集結直腸癌患者的組織樣本的全基因組篩查以及其cfDNA的甲基化數據，通過生物信息學分析鑑別了9個與結直腸癌發生相關的cfDNA甲基化標誌物，依據算法建立的診斷分數（cd-score）預測來結直腸癌。將結直腸癌和健康受試者按2:1的比例分為建模組和驗證組，發現結直腸癌診斷準確率高達96%，驗證組診斷敏感性達87.9%，特異性達89.6%，遠遠超過臨床應用的血清癌胚抗原CEA標誌物的診斷效力。
對於結直腸癌診斷的cfDNA甲基化分析
進而，研究者對900多名受試者進行為期平均26.6個月的跟蹤調查，結合腸鏡和cfDNA甲基化數據，判別5個與結直腸癌預後有關的標誌物；即通過對這些標誌性甲基化位點的cp-score評分，幾乎能準確推測出患者的生存率，遠遠優於臨床常用的腫瘤原發部位、TMN分期、CEA等預後指標。
對於結直腸癌預後的cfDNA甲基化分析預測
另外，在結直腸癌患者的cfDNA數據中，研究者們還發現依據45個甲基化差異顯著的標誌位點，可將結直腸癌分為兩類，其中1型在女性中發病率更高並伴有左側結腸病變，2型的存活率較低。這從分子層面鑑別了結直腸癌亞型，提示了內在生物學機制與臨床病理進程的相關性。
依據cfDNA甲基化數據作結直腸癌分型
最後，研究者提出依據一個新發現的甲基化標誌性位點cg10673833來簡化癌症篩查的可能性。研究團隊招募16890受試者參與一項前瞻性隊列研究，在其中一組1493位高危大腸癌患者中，對cg10673833甲基化位點分析能分辨出該組大腸癌患者21人中的19個和原位大腸癌患者8人中的7個人，敏感性為89.7％，特異性為86.8％，說明能夠通過血漿中cg10673833甲基化標誌物準確預測癌前病變。
這項研究通過甲基化圖譜分析，證明了一系列cfDNA的甲基化標誌物用於結直腸癌診斷、預後和疾病檢測中的準確性和靈敏度，為症狀輕微的結直腸癌早期發現提供非侵入性的分子手段，具有極大的臨床應用前景！
參考文獻：
Huiyan Luo, et al. Circulating tumor DNA methylation profiles enable early diagnosis, prognosis prediction, and screening for colorectal cancer. Science Translational Medicine, 01 Jan, 2020.